[color=#990000]摘要:本文将针对上述防护热板法计量单元电功率精密控制中存在的问题,进行详细分析,并提出相应的解决方案。解决方案的基本内容是升级换代现有的工业用PID控制器,将PID控制器的模数转换(A/D)精度提高到24位,数模转换(D/A)精度提高到16位,增加浮点运算位数并将最小控制输出百分比(OP)提高到0.01%。通过此新一代工业用双通道超高精度PID控制器,可轻松将防护热板法计量单元电功率的准确度控制在0.1%以内,第二通道可以用于护热单元或冷板的温度跟踪和控制。同时,新一代PID控制器还保留了工业用PID控制器的常用规格尺寸,并具有很好的性价比。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px]一、问题的提出[/size]在稳态法防护热板法导热系数测试过程中,要求在稳定状态下对加载在计量加热器上的电功率进行准确测量。在标准测试方法GB/T 10294中的具体规定是“测量施加于计量部分的平均电功率,准确度不低于0.2%,强烈建议使用直流电。推荐自动稳压的输入功率,输入功率的随机波动、变化引起的热板表面温度波动或变化应小于热板和冷板间温差的0.3%。由此可见,防护热板法导热仪计量单元上直流电功率的加载、控制和测量是保证导热系数测量准确性的关键因素之一。除了平均电功率准确度不低于0.2%之外,对于一般冷热板之间20℃温差的导热系数测试,热板表面温度波动或变化还应小于20℃×0.3%=0.06℃。为了满足稳态法防护热板法上述要求,多年来普遍采用的技术手段是采用直流恒流电源,即在计量加热器上施加高精度恒定的直流电流。尽管加载恒定直流电流可以达到标准方法的规定,但同时存在并带来一系列其他问题:(1)热板温度无法实现10的整数倍温度精确控制。(2)热板温度达到稳定时间长。(3)现有工业用PID控制仪表无法达到电功率准确度要求。(4)采用高精度数字电压表和源表,并结合计算机软件进行电功率的PID控制,虽然完全可以解决上述问题,但整体造价十分昂贵。本文将针对上述防护热板法计量单元电功率精密控制中存在的问题,进行详细分析,并提出相应的解决方案。解决方案的核心内容是升级换代现有的工业用PID控制器,将PID控制器的模数转换(A/D)精度提高到24位,数模转换(D/A)精度提高到16位,增加浮点运算位数并将最小控制输出百分比(OP)提高到0.01%。通过此新一代工业用双通道超高精度PID控制器,可轻松将防护热板法计量单元电功率的准确度控制在0.1%以内,第二通道可以用于护热单元或冷板的温度跟踪和控制。同时,新一代PID控制器还保留了工业用PID控制器的常用规格尺寸,并具有很好的性价比。[size=18px][color=#990000]二、计量单元电加热功率和温度精密控制问题分析[/color][/size]在现有的防护热板法计量单元电加热功率和温度精密控制中,存在着以下几方面的矛盾。下文将对这些矛盾进行分析,并由此便于提出相应的解决方案。[size=16px][color=#990000]2.1 热板加热功率精度与整10℃倍数设定温度控制的矛盾[/color][/size]在许多防护热板法导热仪中,为了满足测试方法对施加在计量单元上的加热电功率准确度要求,往往会按照标准方法推荐而采用高精度直流电源。尽管采用直流电源可保证加热电功率的准确度,但在实际测试过程中则还需凭借测试数据积累和经验总结,才能确定出不同热板温度所对应的一系列不同的加载电流值。这种加热电流直接加载方式尽管能保证电功率的准确度,但最大的问题是无法将热板温度准确控制在任意所需的设定温度上,如无法准确控制整10℃倍数的设定温度,实际热板温度往往偏离设定温度而呈现为非整数形式。另外,在测试不同导热系数样品时,采用相同加热电流往往会表现出不同的热板温度。直接加载直流电流方式,还存在一个严重问题是升温速度较慢,计量单元达到稳定温度需要漫长时间。特别是对于较大样品尺寸的防护热板法导热仪,相应的计量单元体积和热容都较大,往往需要更长的温度稳定时间。相比于低导热样品的较小热容,计量单元温度稳定所需时间占用了更多的整体达到稳态的时间。由于上述问题的存在,这种直接加载直流电的加热方式很少在商业化导热仪上使用,一般用在早期热导仪和实验室自行搭建的导热系数测试设备上。[size=16px][color=#990000]2.2 现有工业用PID控温仪无法满足准确度要求问题[/color][/size]为了解决上述直接加载直流电流加热方式存在的问题,并同时提高导热仪的自动化水平,目前大多数商业化防护热板法导热仪都采用了PID控温仪技术。采用PID控温技术是将温度传感器、调功器、直流恒流源和PID控制器组成闭环控制回路,通过PID算法将计量单元自动控制在任意设定温度点上。采用PID控制技术,尽量在理论上可以完美的解决早期直接加载直流电流方式存在的问题,但带来的问题则是无法达到测试方法规定的加热电功率准确度要求,也就是使用工业PID控温仪势必要在测量精度上做出牺牲。出现不得不牺牲电功率控制精度的主要原因是目前的工业用PID控温仪存在以下几方面的问题:(1)采集精度不够:PID控制器的模数转换(A/D)精度大多都是8位或12位,极个别能达到16位,这明显不能满足高精度测量要求。(2)控制精度不够:PID控制器的数模转换(D/A)精度大多都是8位或12位,同样不能满足高精度控制要求。(3)浮点运算精度不够:PID控制器内微处理器运算一般都采用单精度浮点运算。对于较低位数的数模转换输出控制,单精度浮点运算已经足够,对应的最小输出百分比为0.1%。但对于防护热板法计量单元电加热功率的高精度控制,0.1%的最小输出百分比显然已经无法满足要求。[size=16px][color=#990000]2.3 能满足准确度要求的专用PID控制设备但造价昂贵问题[/color][/size]为解决上述PID控制中存在的问题,目前比较成熟的技术是采用高精度的专用仪器和仪表,并结合计算机组成超高精度的PID控制系统来实现护热板法计量单元电加热功率的控制,并在任意温度设定上实现超高精度的长时间恒定控制。这种超高精度的PID温度控制系统采用了分体式结构搭建而成,分别采用独立的五位半/六位半的数字电压表和数控直流电源来实现高精度的数据采集和控制输出功能,PID运算处理则采用计算机或微处理器实现双精度浮点运算,并将最小输出功率百分比提高到0.01%甚至更低。通过这种分体式结构的PID温度控制系统,同时完美的解决了上述防护热板法导热仪中计量单元电加热功率和温度的高精度控制问题,同时也可以大幅度缩短测试时间。尽管这种分体结构的PID温度控制系统满足了精密测量的各种技术要求,但同时带来的主要问题是造价太高,同时还需进行编程和复杂的调试,因此这种PID温控系统和控制技术在国内外多用于计量机构和对测量精度有较高要求的研究部门,并不适用于对价格比较敏感的商业化防护热板法导热仪,更不适合工业应用中的普通导热仪使用。[size=18px][color=#990000]三、工业用超高精度PID控制器解决方案[/color][/size]上述保护热板法导热仪计量单元的电加热功率和温度精密控制问题的分析以及相应的技术改进,也是多年来保护热板法导热系数测试技术进步的一个典型过程。从上述分析可以看出,这个测试设备的技术迭代过程显然还未真正达到更理想化的水平。为了既要满足计量单元电加热功率和温度高精度控制要求,又要实现PID控制、运行操作简单化和具有较低的制作成本。我们提出了新的解决方案,即在现有的工业用PID控制器(调节器)技术基础上进行升级,充分发挥工业用PID调节器的运行操作简便、集成化程度高、体积尺寸小安装方便和价格上的优势。核心升级技术的具体内容如下:(1)PID调节器的模数转换(A/D)直接升级到24位,大幅提高采集精度。(2)PID调节器的数模转换(D/A)精度升级到16位,大幅提高控制输出精度。(3)采用双精度浮点运算提高计算精度,并将最小输出百分比降低到0.01%,充分发挥数模转换的16位精度。(4)保持传统工业PID调节器的标准尺寸,如96×96、96×48和48×96规格,而屏幕显示采用真彩色IPS TFT全视角液晶显示,数字全5位显示。(5)全新的PID调节器具有单通道VPC 2021-1和VPC 2021-2两种规格系列,可满足不同变量(如真空、压力、温度和电压等)的高精度调节和控制。升级前后的PID调节器如图1和图2所示。[align=center][color=#990000][img=01.升级前的双通道PID调节器,690,321]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209161611027835_9284_3221506_3.jpg!w690x321.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 升级前的双通道PID调节器[/color][/align][align=center][color=#990000][/color][/align][align=center][color=#990000][img=升级后的单通道PID调节器,500,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209161611255867_7954_3221506_3.jpg!w690x536.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 升级后的单通道PID调节器[/color][/align]综上所述,解决方案通过对模数转换、数模转换、浮点运算精度和最小输出百分比的全面升级,可完美的实现防护热板法计量单元的电加热功率和温度的超高精度控制。同时,这种全新的超高精度工业用PID调节器也可能用于其他参数的精密控制,并具有很好的性价比。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[color=#990000]摘要:本文针对客户提出改进保护热板法导热仪测量精度和测试规范性的要求,给出了防护热板法导热仪升级改造技术方案。升级改造方案主要包括三方面的内容,一是采用超高精度双通道PID控制器分别用于控制计量单元和护热单元温度,二是计量单元和护热单元温度控制采用无超调PID控制,三是采用多只热电偶构成的高灵敏度温差热电堆。通过此升级改造,可大幅度提高保护热板法导热仪的测量精度和测试规范性。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000][b]一、背景介绍[/b][/color][/size]在低导热隔热材料的导热系数测试中,最常用的测试方法是稳态保护热板法。目前在市场上依据保护热板法的导热仪非常普遍,但国产导热仪普遍存在测量精度差和导热仪制作不规范的问题。最近有客户提出对已购置的国产防护热板法导热仪进行技术升级,以提高测量精度和规范化操作水平,具体技术要求如下:(1)样品热面温度要求以10的整数倍温度进行精确控制,配合相应的样品冷面温度控制,使得样品厚度方向上的温差可准确恒定控制在10、20和30℃的其中一个数值上。由此保证样品导热系数测试边界条件的一致性。(2)护热单元(侧向护热单元和底部护热单元)对计量单元的温度跟踪,要求采用标准测试方法GB/T 10294中规定的温差热电堆,温差热电堆至少由五对以上的热电偶组成,由此保证将计量单元的漏热降低到最低限度。本文将针对上述客户要求,提出防护热板法导热仪升级改造技术方案。[b][size=18px][color=#990000]二、升级改造方案[/color][/size][/b]升级改造方案主要包括以下三方面的内容。[size=18px][color=#990000]2.1 超高精度双通道PID控制器[/color][/size]为了实现既要满足计量单元电加热功率和温度高精度控制要求,又要实现PID控制、运行操作简单化和具有较低的制作成本。我们提出了的升级方案是采用超高精度的双通道PID控制器代替目前所用的普通PID控制器(调节器)。这种新型PID控制器具有以下特点:(1)PID调节器的模数转换(A/D)直接升级到24位,大幅提高采集精度。(2)PID调节器的数模转换(D/A)精度升级到16位,大幅提高控制输出精度。(3)采用双精度浮点运算提高计算精度,并将最小输出百分比降低到0.01%,充分发挥数模转换的16位精度。(4)独立的超高精度双通道控制功能,可分别用于计量单元和护热单元的温度控制。[size=18px][color=#990000]2.2 无超调PID 控制方法[/color][/size]在防护热板法导热仪中,所测材料一般为低导热系数的隔热材料,在计量单元的温度控制中一旦产生温度振荡或超调,如图1所示,则需要很长时间才能恢复到设定温度点。因此,在升级改造方案中,计量单元和护热单元的温度控制都采用了无超调的PID控制方法,由此可减少不必要的控温时间。[align=center][img=01.无超调PID控制示意图,600,475]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209272247501334_6415_3221506_3.png!w690x547.jpg[/img][/align][align=center]图1 无超调PID控制示意图[/align][size=18px][color=#990000]2.3 高灵敏度温差热电堆[/color][/size]按照标准测试方法GB/T 10294中的规定,如图2所示,在计量单元和护热单元之间的狭缝两侧布置直径小于0.1mm的热电偶组成的温差热电堆。[align=center][img=02.温差热电偶布局示意图,690,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209272248262325_3650_3221506_3.png!w690x383.jpg[/img][/align][align=center]图2 温差热电偶布局示意图[/align]为了提高护热单元温度对计量单元的温度一致性,温差热电堆至少要由五对热电偶组成以高分辨率的检测护热单元与计量单元之间的温差。热电堆的温差输出信号作为超高精度PID控制器第二通道的采集信号。由此,通过高灵敏温差热电堆和PID控制器的超高精度电压信号检测能力和温度控制能力,可大幅度减小计量单元的漏热,从而提高导热系数测量准确性。[size=18px][color=#990000][b]三、总结[/b][/color][/size]通过上述升级改造技术方案,可完全实现用户提出的技术改进要求,在保证计量单元温度和样品冷热面温差为任意设定值的前提下,可大幅减少护热温度不一致所引起的热损失,有效提高导热系数测量精度。同时所采用的无超调PID控制方法可有效缩短测试时间。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
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高精度半导体恒温箱是半导体行业常用的设备之一,作为比较常用的设备,其保养也是相当重要,那么无锡冠亚高精度半导体恒温箱的保养有哪些要点呢?怎么进行保养比较好呢? 高精度半导体恒温箱由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经收缩机绝热收缩后期,变成高温高压状态,被收缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后转变成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。此中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中摄取被冷物资的热量,从头变成气态冷媒,气态冷媒经管道从头进来收缩机,开头新的轮回,这便是高精度半导体恒温箱轮回的四个过程。 高精度半导体恒温箱密封部位调养,鉴于装配式高精度半导体恒温箱是由若干块保温板拼而成,因而板之间存在必需的间隙,施工中这类间隙会用密封胶密封,为了避免空气和水份进来,因而在利用中对一些密封无效的部位实时修理. 高精度半导体恒温箱地面调养,通常小型装配式高精度半导体恒温箱的地面利用保温板,利用高精度半导体恒温箱时应为了避免地面存有大量的冰和水,假如有冰,处理时切不可利用硬物敲打,损害地面。 高精度半导体恒温箱装配完结或长久停用后再次利用,降温的速率要适宜:每日操纵在8-10℃为宜,在0℃时应保留一段时间。 高精度半导体恒温箱库板调养,留意利用中应留意硬物对库体的碰撞和刮划,鉴于不妨变成库板的凹下和锈蚀,严重的会使库体片面保温功能下降。 高精度半导体恒温箱的保养是离不开我们操作人员的细心操作,所以,我们在日常操作中也要善待我们的设备,不要太过粗暴。
[b][color=#339999][size=16px]摘要:在下落法比热容测试中绝热量热计的漏热是最主要误差源,为实现绝热量热计的低漏热要求,本文介绍了主动护热式等温绝热技术以及相应的解决方案。方案的核心一是采用循环水冷却金属圆筒给量热计和护热装置提供低温环境或恒定冷源,二是采用三通道分布式温差传感器和[/size][size=16px]PID[/size][size=16px]控制器使绝热屏对量热计进行动态温度跟踪。此单层绝热屏技术可以达到小于[/size][size=16px]0.02K[/size][size=16px]的温差控制精度,对于更低漏率量热计和更高温度均匀性的要求可采用多层屏技术。[/size][/color][/b][align=center][size=16px][color=#339999][b]------------------------------------[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 背景介绍[/b][/color][/size][size=16px] 下落法,也称之为铜卡计混合法,是一种测量固态材料比热容的绝热量热计标准测试方法,常用于测量100℃至超高温温度范围固态材料的比热容,特别适用于要求更具代表性的较大试样尺寸复合材料和各种低密度材料。[/size][size=16px] 下落法比热容测试的基本原理如图1所示,将已知质量的试样悬挂于加热炉中进行加热,当试样的温度达到设定温度且稳定后使其落入置于自动绝热环境且初始温度为20℃的铜块量热计中。试样放热使量热计温度升高到末温,通过测量量热计的温升,可求出试样的平均比热容。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=下落法原理及其量热计温升变化,650,260]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/08/202308181720089359_1047_3221506_3.jpg!w690x277.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 下落法原理及其量热计温升变化[/b][/color][/size][/align][size=16px] 从上述下落法原理可以看出原理十分简单,但要实现比热容的准确测量,最关键的技术是要使量热计始终处于绝热环境,且量热计的起始温度要准确恒定,具体要求如下:[/size][size=16px] (1)下落法测试过程要求量热计始终处于绝热状态,避免量热计热量向四周散失而降低量热计的温升。为此需要采用高精度的主动绝热技术,使位于量热计周围的主动护热装置的温度动态跟踪量热计的温度变化并保持一致,从而形成动态等温绝热效果。[/size][size=16px] (2)为了保证测试的连贯性和准确性,样品下落前量热计的初始温度始终要保持一个恒定值,如20℃,由此要求量热计在处于绝热环境的同时,还需准确控制量热计温度恒定在20℃。[/size][size=16px] 上述两点几乎是所有绝热量热计准确测量最重要的边界条件,也是绝热量热计的关键技术,需要采用精密的温控技术才能实现。为此,本文介绍了实现此关键技术的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 解决方案的整体思路是样品通过顶部入口落入量热计,对圆柱形量热计按照上中下三个方向进行全方位的主动式护热,量热计及其护热装置全部放置在比20℃起始温度略低的温度环境内,此温度环境由19℃循环水冷却的金属圆筒提供。依此设计的量热计整体结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=下落法比热仪绝热量热计结构示意图,550,451]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/08/202308181721406706_1103_3221506_3.jpg!w690x567.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 下落法比热仪绝热量热计结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图2所示,量热计内镶嵌了一个圆柱形落样井,落样井外侧镶嵌有金属细丝以提供量热计标定加热功能,测温热电阻则由量热计底部插入固定。[/size][size=16px] 在量热计的侧向四周安装有一个侧向护热圆桶以提供量热计径向绝热所需的径向温度跟踪控制。同样,在量热计的上下两端分别安装有底部护热板和顶部护热板,以提供量热计轴向绝热所需的温度跟踪控制。由此通过径向和轴向的温度动态跟踪控制,使护热装置的温度始终与量热计相同,从而使量热计总是处于等温绝热状态。[/size][size=16px] 由于量热计和护热装置都处于一个温度19℃左右的低温环境,此低温环境就相当于一个恒定冷源,那么护热装置仅采取加热方式就可以对高于此低温环境的量热计温度进行快速跟踪控制,同时也这样可以很精确的控制量热计的20℃起始温度。[/size][size=16px] 为了实现高精度的起始温度控制和跟踪温度控制,除了需要采用高精度铂电阻温度计之外,关键是还需在上中下护热装置与量热计之间分别配置高分辨率的分布式温差传感器,以及三通道的超高精度PID温度控制器,温差传感器的分辨率以及PID温控器的AD和DA精度决定了温度跟踪精度和量热计绝热效果,最终决定了比热容的测量精度。本解决方案所采用的温差传感器以及超高精度PID控制器,可使温度跟踪精度达到0.02K以下,优于标准方法中规定的0.05K精度要求。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 等温绝热是各种高精度绝热量热计普遍使用的技术手段,也是各种高精度温度环境控制首选的技术途径之一。针对下落法比热容测试中的绝热量热计,本解决方案采用的是单层绝热屏结构,而对于绝热或环境温度恒定有更高要求的仪器设备和试验环境,在单层结构基础上可以采用多层绝热屏结构,特别是在恒定的真空压力环境下,单层或多层绝热屏结构更是首选技术方案。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]
高精度平面主要包括平晶、平行平晶、标准平面和分划板等。高精度平面的平面度一般γ/20,平行度<2′′。 1高箱度平面的加工方法 a古典抛光法 在一般抛光机上采用柏油模、分离器抛光.这种方法与操作者的技能有较大关系, b.蟹钳式分离器加工法 它在很人程度上减小了倒翻力矩的挤压作用,同时也采用新型抛光模(如混合模、聚四氟乙烯抛光模等),明显提高了加效率利和精度。 c.环形抛光模加工法 它用校正板和夹持器代替分离器.不仅能保持分离器的功能,又使抛光速度趋于均匀。采用了膨胀系教很小的玻璃作为基底,其上涂以聚四氟乙烯塑料为抛光膜层,加上校正板的连续自动修正作用,所以可在连续加工中保持抛光模的面形稳定.能获得γ/10~γ/200的面形精度和平行度为1"~0.1"的平行平晶.也可加工棱镜、多面体等。 d.离子抛光法 一般是将氢等惰性气体原子在真空中用高频放电方法使之离子化,由高压场使离子加速,轰击光学玻璃表面。通常能以原子为单位去除表面材料,形成所需要的抛光面。这种方法可获得高精度的光学表面,井能通过控制程序进行自动加工。 e.电子计算机控制撇光法 用计算机控制光学磨具在零件表面上的运动轨迹、进给速度和压力等工艺因素达到修磨零件表面的目的。这种方法的优点是工具位置、停留时间、运动轨迹及操作参数等均可实现最优化、加工精度可达γ/80,适合于高精度大型光学零件的最后修磨加工。2.高精度平面的检测 测试方法有液面法、等倾干涉法、多光束干涉法、阴影法和三面法等。
半导体系统专用高精度控制电源应用在国内半导体行业中,无锡冠亚的半导体系统专用高精度控制电源中每个配件都是很重要的,其中,关于水泵是比较重要,我们也需要对其有一定的认识。 半导体系统专用高精度控制电源是一类广泛应用于国内工业生产领域的专业制冷设备,在半导体系统专用高精度控制电源中,水泵的运行是否正常对于保证低温半导体系统专用高精度控制电源设备的正常运转是非常重要的,定期对低温半导体系统专用高精度控制电源的水泵进行检测是非常关键的,那么,怎样合理的评估和检测低温半导体系统专用高精度控制电源水泵的情况好呢? 半导体系统专用高精度控制电源水泵的情况在较大程度上影响着低温半导体系统专用高精度控制电源设备的整体运行。在半导体系统专用高精度控制电源工作的时候,水泵在运行中,应注意检查各个仪表工作是否正常、稳定,特别注意电流表是否超过电动机额定电流,电流过大,过小应立即停机检查。 另外,半导体系统专用高精度控制电源设备的水泵相关工作系统能够较好的反映半导体系统专用高精度控制电源设备的工作状态。比如,水泵流量是否正常,检查出水管水流情况,根据水池水位变化,估计水泵运行时间,及时与调度联系。同时,还要检查水泵填料压板是否发热,滴水是否正常,每班不得少于八次。 半导体系统专用高精度控制电源的水泵性能是很关键的,需要我们认真对待,认真保养,只有每个配件的性能都可以的话,半导体系统专用高精度控制电源才能更好的使用。
高精度形位测试系统是想测发动机或试件经受温度变化后(如从70℃到-70℃)后,尺寸的变化,用于材料的性能研究。本人不知道到底用什么仪器设备可以测试,有哪位能指点一下啊?谢谢了!其中有用电子散斑、激光多普勒测试系统进行测试的,不是太清楚,请各位指教,谢谢了!
[size=16px][color=#339999][b]摘要:针对目前静态法液体饱和蒸气压测量中存在测量精度差、自动化程度低以及无法进行微量液体样品测试的问题,本文提出了微量样品蒸气压高精度自动测量解决方案。解决方案基于静态法原理,采用了低漏率的测试装置和高精度电容真空计,微量样品测试装置和真空计整体放置在烘箱内进行加热,提高温度和蒸气压分布的均匀性,将饱和蒸气压测量精度提高到了1%以内。同时采用耐腐蚀的电控针阀,可实现整个快速测试过程的自动化。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px]液体饱和蒸气压是指在密闭条件和一定温度下,与液体处于相平衡的蒸气所具有的压强。同一液体在不同温度下具有不同的饱和蒸气压,且随着温度的升高而增大。饱和蒸气压是液体的基础热力学数据,它不仅在化学、化工领域,而且在、电子、冶金、医药、环境工程乃至航空航天领域都具有重要的地位,而且是这些研究领域中必不可少的基础数据,尤其在工业化学品和石油行业的应用最为广泛。[/size][size=16px]目前有许多液体蒸气压测试方法,主要有但不限于静态法、沸点法、蒸腾法、逸出法等,通过这些方法以满足不同的压力状态、样品大小、温度范围和材料兼容性要求。但这些现有方法还是无法满足新材料研究的要求,一方面是测量精度较差,另一方面对于一些特殊工艺要求蒸气压测量时液体样品量小、测量精度高以及快速测量还是无能为力,最典型的就是采用迭代合成以获得所需的分子结构,这涉及到针对产物性质的最大数量化合物需使用最少量的合成质量进行筛选,由此对液体饱和蒸气压测量提出了以下三方面的要求:[/size][size=16px](1)微量液体样品(约0.5毫升)。[/size][size=16px](2)高精度测量,误差小于1%。[/size][size=16px](3)简单且自动化的测量装置。[/size][size=16px]为了解决诸如迭代工艺所需的蒸气压测量的上述特殊要求,特别针对高测量精度、短测量时间和微量液体样品用量,本文提出一种简便的静态法饱和蒸气压高精度自动测量解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px]解决方案的基本思路是基于传统的静态法,即将微量液体样品注入到样品管内,关键是将整个测量装置放置(包括高精度电容真空计)在烘箱内以保证整体温度和整体真空压力的一致性和准确性。整个微量液体饱和蒸气压高精度测量装置结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=微量液体饱和蒸气压高精度自动测量装置,690,523]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310071754271367_8815_3221506_3.jpg!w690x523.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 微量液体饱和蒸气压高精度自动测量装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px]如图1所示,蒸气压测量装置主体由真空样品容器、两个316不锈钢卡套三通、真空样品容器、硼硅酸盐玻璃管、电容真空计和三只热电偶温度传感器构成。其中一个卡套三通用来向真有样品容器注入液体样品和抽气,另一个卡套三通用作连接电容真空计和抽真空接口。装置整体放置在烘箱内,以使得整个装置主体整体保持均匀的温度,以防止蒸汽在设置的任何部分冷凝,这是决定提高饱和蒸气压测量精度的关键措施之一,其中用了三只安装在不同位置处的热电偶检测装置主体的温度是否均匀。[/size][size=16px]装置中的一个卡套三通顶部连接一个电控针阀,此电控针阀用来控制液体样品的注入量并同时起到真空密封的作用;另一个卡套三通排气端也连接一个电控针阀,开启时抽取真空,闭合时起到真空密封作用。这两个电控针阀由一个真空压力控制器实施控制。[/size][size=16px]烘箱加热和温度调节由一个PID温度程序控制器控制,可以通过计算机软件进行不同温度设定点的编辑和自动程序控制。烘箱温度控制过程中,通过多通道数据采集器记录三只热电偶温度传感器的测量值以及电容真空计的真空压力测量值。[/size][size=16px]在蒸气压测量装置使用前,要使用氦气检漏仪来检测装置的漏率,即关闭顶部的电控针阀和开启右侧的电控针阀,开启真空泵对测量装置主体抽取真空,装置内的所有空气被泵出系统。然后关闭右侧电控针阀,并用检漏仪检测泄漏情况。整个测量装置要求具有很小的真空漏率,以免外部空气侵入,否则会对饱和蒸汽压准确测量带来严重误差。[/size][size=16px]微量样品饱和蒸气压测量分为以下几个步骤:[/size][size=16px](1)首先将液体样品瓶,或用透明玻璃管作为液体样品容器,连接到顶部电控针阀,调节此电控针阀的开度将约为0.5毫升的被测液体样品引入真空样品容器,然后关闭此电控针阀,即整个样品液体按照图1中的红色点线描绘的路径流动。[/size][size=16px](2)液体样品注入样品容器后,开启右边的电控针阀和真空泵抽取真空,气体按照图1中的橘黄色线描绘的路径排出。[/size][size=16px](3)当抽取真空达到极限真空度后,关闭右侧电控针阀使测量装置主体以及内部的液体样品处于室温和高真空状态。然后开启多通道数据采集器,分别采集三个位置处的温度和样品容器内的真空度。这三个位置处的温度应该基本一致,说明装置主体的温度均匀。这些温度值和真空度作为饱和蒸气压测量的起始值。[/size][size=16px](4)对温度程序控制器设置不同的设定点,设定点由小到大设置,且每个温度设定点需设置一定的恒温时间,然后使控制器控制烘箱温度按照设定程序进行变化。此时,数据采集器同时检测各个位置处的温度值和样品容器内的真空压力变化。在某一恒定温度下,样品容器内的真空压力变化过程如图2所示。随着烘箱温度按照设定程序的台阶式变化,通过多通道数据采集器可以获得一些列不同温度对应的图2所示真空压力变化曲线,由这些曲线的压力稳定值可得到对应的饱和蒸气压。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=静态法饱和蒸气压测试过程,500,378]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310071756114873_5047_3221506_3.jpg!w690x522.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 静态法饱和蒸气压测试过程[/b][/color][/size][/align][size=16px]为了实现微量液体样品饱和蒸气压的高精度快速测量,具体实施过程中还需注意以下几点:[/size][size=16px](1)装置本体的设计和尺寸要首先保证装置温度的均匀性,以避免温度不均匀引起的蒸汽压力的非均匀性。同时,装置本体中的各个部件、电控针阀和任何接口都需要具有很好的真空密封性能,避免漏气对蒸气压的影响。[/size][size=16px](2)为了保证测量精度,真空计最好选择精度最高的可达到0.25%的电容真空计。[/size][size=16px](3)测量装置使用前和使用过程中,需采用纯蒸馏水和2-丙醇进行考核和定期校验,热电偶温度传感器也需进行定期校验。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px]综上所述,本文提出的解决方案尽管依然采用的是经典的静态法,但通过采用低漏率的真空结构、电控针阀、电容真空计和装置整体加热,很好的保证了温度均匀性和蒸气压测量准确性,减小了饱和蒸气压测量误差。本解决方案虽然设计用来测量微量液体样品,也可以推广应用到其它大容量液体的饱和蒸气压测量。[/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]
[size=16px][color=#cc0000]摘要:本文详细分析了目前稳态法(防护热板法和热流计法)测量真空绝热材料(真空绝热板和真空玻璃)导热系数中存在的技术难度,介绍了国外在提高测量精度方面所做的有意尝试和研究,结合热流计高精度校准技术的突破,展示了高精度准确测量真空绝热材料的实施途径,简单介绍了真正能在绝热材料产品生产和品控中灵活应用的导热系数测量装置。[/color][/size][align=center][size=16px]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align][size=18px][color=#cc0000]1. 稳态法导热系数准确测量难度分析[/color][/size][font=宋体][size=16px] 真空玻璃和真空绝热板是目前市场上普遍使用的隔热性能最佳的两类材料,它们的隔热性能表征一般采用导热系数这一物理性能参数,而导热系数的准确测量则普遍采用精度最高的绝对测量方法——稳态保护热板法。下面将针对真空玻璃和真空绝热板这些超低导热系数材料来分析稳态保护热板法的测量难度,也就是说,通过分析来说明准确测量超低导热系数对稳态测试方法中存在那些具体难度。[/size][/font][font=宋体][size=16px] 根据傅里叶传热定律,在稳态且一维热流条件下,被测板材样品厚度方向上的导热系数[/size][/font][font=宋体][size=16px]定义为:[/size][/font][size=16px][img=,690,65]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112005539612_2783_3384_3.png!w690x65.jpg[/img][/size][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]式中:[/size][/font][size=16px]Q[/size][font=宋体][size=16px]表示流经样品厚度方向上的热量,单位[/size][/font][size=16px]W[/size][font=宋体][size=16px];[/size][/font][size=16px]d[/size][font=宋体][size=16px]表示被测板材样品的厚度,单位[/size][/font][size=16px]m[/size][font=宋体][size=16px];[/size][/font][size=16px]A[/size][font=宋体][size=16px]表示热流流经被测样品的横截面积,单位㎡;Δ[/size][/font][size=16px]T[/size][font=宋体][size=16px]表示被测板材样品两个表面之间的温度差,单位℃或[/size][/font][size=16px]K[/size][font=宋体][size=16px]。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]对于常用的真空绝热板,其厚度一般都在[/size][/font][size=16px]10~20mm[/size][font=宋体][size=16px]。在稳态法测试过程中,样品两面的温差一般控制在[/size][/font][size=16px]15[/size][font=宋体][size=16px]℃[/size][/font][size=16px]~25[/size][font=宋体][size=16px]℃范围内,而真空绝热板的导热系数一般为[/size][/font][size=16px]3~4mW/mK [/size][font=宋体][size=16px]。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]为了便于分析,假设稳态护热板测试过程中,样品厚度为[/size][/font][size=16px]10mm[/size][font=宋体][size=16px],温差控制在[/size][/font][size=16px]20[/size][font=宋体][size=16px]℃,样品横截面积为[/size][/font][size=16px]300mm[/size][font=宋体][size=16px]×[/size][/font][size=16px]300mm[/size][font=宋体][size=16px],导热系数为[/size][/font][size=16px]4mW/mK[/size][font=宋体][size=16px]。那么在测试过程中,流经样品厚度方向上的热量按照傅里叶定律计算为:[/size][/font][size=16px][img=,690,78]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112006318020_5772_3384_3.png!w690x78.jpg[/img][/size][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]由此可见,在稳态法测试真空绝热板样品过程中,流经样品的热流量非常小。这意味着如果采用传统的保护热板法测试仪器测量超低导热系数的真空绝热板会带来极大的误差,例如,采用目前国际上计量级别的稳态法测试仪器测量导热系数为[/size][/font][size=16px]0.04W/mK[/size][font=宋体][size=16px]的隔热材料,测量精度最高可达到±[/size][/font][size=16px]1%[/size][font=宋体][size=16px],而如果用来测量导热系数为[/size][/font][size=16px]0.004W/mK[/size][font=宋体][size=16px]的真空绝热板,则误差则会扩大到±[/size][/font][size=16px]10%[/size][font=宋体][size=16px],而普通的稳态法测量仪器此时的测量误差很容易扩大到±[/size][/font][size=16px]50%[/size][font=宋体][size=16px]以上。由此,显而易见,经典的保护热板法导热仪基本上无法准确测量真空绝热板和真空玻璃的导热系数,[/size][/font][size=16px]Wessling[/size][font=宋体][size=16px]等人[/size][/font][size=16px][1][/size][font=宋体][size=16px]的研究也同样得出此结论。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]从上述傅里叶传热定律可以看出,真空绝热板导热系数的测量准确性,完全取决于热量、样品冷热面温差和样品厚度测量的准确性。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]有关样品冷热面温差和样品厚度测量准确性的影响因素以及保证措施,在等人[/size][/font][size=16px][2][/size][font=宋体][size=16px]的研究中进行了描述。针对具体导热系数测试仪器,温差测量和厚度测量都可以通过一系列具体措施来保证测量精度,如采用测温精度更高的热电阻温度传感器等。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]真空绝热板和真空玻璃导热系数准确测量的最大难度集中在测量流经样品的微小热量,与之相关的测试难点主要体现在以下几个方面:[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px])稳态法测试中的保护热板法,要求主加热器的热量以尽可能小的热损失传递给被测样品,但在实际测试仪器中还是会存在一定程度的热损失,也就是测量得到的热量[/size][/font][size=16px]Q[/size][font=宋体][size=16px]一般会比实际热量偏低,按照傅里叶传热定律,由此得到的被测样品导热系数一般会比实际导热系数数值要低。如果采用保护热板法测量真空绝热板和真空玻璃的超低导热系数,则主加热器上的热量则会更低,如果还要求热损失在总热量中所占比重保持不变,则对热防护措施提出更高的要求,要实现热损失小一个数量级的热防护,这对于稳态护热板法测试仪器几乎是无法实现的技术难度。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px])稳态法测试中的热流计法,要求样品两面温度均匀,采用热流计来测量流经样品厚度方向上的热流密度。热流计法的优点是测量样品中心区域的热流密度而不用太考虑侧向热损失,但带来的问题是这里的热流计要采用稳态防护热板法仪器进行校准,如果要测量流经真空绝热板和真空玻璃的微小热量,同样需要稳态防护热板法仪器能准确提供如此小热量的准确热流来进行热流计校准。由此可见,热流计法测量真空绝热材料的测试难题同样归结到了上述稳态护热板法无法实现的技术难题上。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]3[/size][font=宋体][size=16px])为了实现稳态法微小热量下导热系数的准确测量,[/size][/font][size=16px]Wessling[/size][font=宋体][size=16px]等人[/size][/font][size=16px][1][/size][font=宋体][size=16px]采用了[/size][/font][size=16px]ASTM C 1114[/size][font=宋体][size=16px]“薄加热装置稳态热传导特性的试验方法”对真空绝热板进行了测试研究,如图[/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px]所示。[/size][/font][size=16px]ASTM C 1114[/size][font=宋体][size=16px]方法实际上一种防护热板法的变化形式,是将双样品防护热板法装置中的主加热器和护热加热器用一个薄加热器代替,两个尺寸和性能完全相同的被测样品板把此薄加热器加持在中间,这样可以有效的降低侧向热损,并认为施加在薄加热器中的电能完成转换为热量传递给样品。[/size][/font][size=16px]Wessling[/size][font=宋体][size=16px]等人的工作证明了薄加热器装置测量真空绝热板导热系数的有效性,但这种测试方法和装置只能适用于双样品测试,而且样品尺寸会因为真空腔体和薄加热器等因素的限制而有固定限制,不太适合作为适合各种不同规格尺寸真空绝热板和真空玻璃导热系数测试的通用型仪器设备。[/size][/font][align=center][size=16px][img=,438,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112007008163_2840_3384_3.jpg!w690x786.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][font=宋体]图[/font]1 ASTM C 1114[font=宋体]薄加热器真空绝热板导热系数测试系统[/font][/color][/size][/align][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]4[/size][font=宋体][size=16px])尽管上述薄加热器改善了稳态法测试中的热损,但热损失还是实际真空绝热板和真空玻璃导热系数测量中的主要误差源,这是因为大多数真空绝热板外表面耐磨损的金属或塑料薄膜,而这些薄膜是侧向热损的主要热通道,而真空玻璃的外部玻璃也是热损的主要通道。这些热通道对于普通隔热材料而言所造成的热损可以忽略不计,但对于真空绝热板和真空玻璃测试中的微小热流,则这些热通道所带来的热损失则显着十分突出。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]5[/size][font=宋体][size=16px])目前稳态法测试中的一个突出难题是测试仪器很难覆盖各种规格尺寸真空绝热板和真空玻璃的导热系数测试评价,一般是采用庞大的测试设备来进行覆盖,使得测试仪器的造价十分昂贵。[/size][/font][size=18px][color=#cc0000]2.[font=宋体]解决方案[/font][/color][/size][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]为了解决上述真空绝热材料导热系数测试中存在的难度,上海依阳实业有限公司采用最新独创性技术,提出了以下具体解决方案以及具体分析。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px])测试方法还是基于稳态法,但采用的稳态热流计法,这样就无需考虑热损给准确测量带来的影响,同时还可以实现测试仪器的较低造价和灵巧尺寸。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px])为了保证测量的准确性和快捷性,方案中所用的稳态热流计法是一种改进型方法,即护热式稳态热流计法,即在被测样品的两个表面都进行了高精度的护热,以在被测样品两个表面上形成一定面积的高精度均温区,避免被测样品表面导热对测量结果带来的影响。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]3[/size][font=宋体][size=16px])热流计法高精度测量绝热材料超低导热系数的核心技术是对热流计进行高精度的校准。上海依阳实业有限公司在热流计校准技术方面最近取得了突破,采用高精度量热技术,可以在测量仪器上通过量热模块以自校准方式快速和高精度的校准测量用热流计,校准精度远大于经典防护热板法测量仪器的校准精度。再结合使用高灵敏度热流计,可以实现对流经真空绝热板和真空玻璃微小热流的高精度测量。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]4[/size][font=宋体][size=16px])按照傅里叶稳态传热公式[/size][/font][size=16px](0.0.1)[/size][font=宋体][size=16px],在被测样品性能(导热系数和厚度)固定的条件下,如果要准确测量超低导热系数,可以设法增大热量和增大温差,即在测试过程中适当的增大被测样品冷热面的温差,从而在仪器的固定测量精度下能明显提高导热系数测量精度。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]5[/size][font=宋体][size=16px])由于真空绝热板和真空玻璃的厚度普遍较小,测试面积(如正方形边长[/size][/font][size=16px]100mm[/size][font=宋体][size=16px])完成能够满足稳态法测量实现一维热流过程中对测试面积的要求。因此,测量装置将采用正方形结构(边长[/size][/font][size=16px]100mm[/size][font=宋体][size=16px])或圆形结构(直径[/size][/font][size=16px]100mm[/size][font=宋体][size=16px]),可以大幅度降低测试仪器尺寸和相应造价。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]6[/size][font=宋体][size=16px])真空绝热板和真空玻璃导热系数测量装置将采用便携式分体结构,如图[/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px]所示。整个测量装置主要包含加热装置和热流测量装置两部分,它们的尺寸边长在[/size][/font][size=16px]200mm[/size][font=宋体][size=16px]左右。在测试过程中,分别将它们紧贴在被测绝热材料板两侧。由此可以看出,这种结构和尺寸的导热系数测量装置,基本可以覆盖所有真空绝热板和真空玻璃产品的导热系数测量,并十分具有灵活性,通过放置在产品的不同部位可测量产品的导热系数分布。[/size][/font][align=center][size=16px][img=,500,185]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112007573283_8484_3384_3.jpg!w690x256.jpg[/img][/size][/align][font=宋体][size=16px][/size][/font][align=center][size=16px][color=#cc0000][font=宋体]图[/font][font=&]2 [/font][font=宋体]真空绝热材料导热系数稳态热流计法测量装置测量布局图[/font][/color][/size][/align][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]7[/size][font=宋体][size=16px])由于具有超高的测量精度以及样品尺寸的兼顾性,此方案的导热系数测量装置自然可以测量常温常压下普通隔热材料的导热系数。[/size][/font][size=18px][color=#cc0000]3.[font=宋体]参考文献[/font][/color][/size][font=宋体][size=16px]([/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px])[/size][/font][size=16px]Wessling, Francis C., et al. [/size][font=宋体][size=16px]“[/size][/font][size=16px]Subtle Issues in theMeasurement of the Thermal Conductivity of Vacuum Insulation Panels.” Journalof Heat Transfer-Transactions of The Asme, vol. 126, no. 2, 2004, pp. 155–160..[/size][font=宋体][size=16px]([/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px])[/size][/font][size=16px]Cucchi, Chiara, et al. [/size][font=宋体][size=16px]“[/size][/font][size=16px]Standard-BasedAnalysis of Measurement Uncertainty for the Determination of Thermal Conductivityof Super Insulating Materials”. 2020, pp. 171–184.[/size][align=center][size=16px]=======================================================================[/size][/align]
1.烘箱、培养箱、恒温箱应该是对设备内的温度场进行校准,依据JJF1101-2003 《环境试验设备温度、湿度校准规范》来进行,测试设备内温度场的温度偏差温度波动度和温度均匀度三项参数,建标名称可以叫环境试验设备温度校准装置比较合适,这样它就包括了烘箱、培养箱等多种能够提供温度试验环境的设备,多功能温度检定装置是不合适的,如果标准器同时可以测湿度场的话也用这规范,可以测恒温恒湿箱以及试验室的温度湿度进行校准,建标名称就叫环境试验设备温度、湿度校准装置。2.我们还将购置一台:高精度恒温油(水)、低温槽标准测试仪。请问:建标名称怎样填写(如XXX检定/标准装置)?相对规程有几个(好象有四个规程)?谢谢!
[align=center][img=通过超高精度真空控制提高分子蒸馏分离纯度的方法,550,392]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211040202188410_3231_3221506_3.jpg!w690x492.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要:为了提升蒸馏纯度,针对现有分子蒸馏中气体流量计式真空度控制系统存在精度较差和响应速度慢的问题,本文提出了更高精度的真空度控制解决方案。解决方案采用更直接、精密和快速的电动针阀来代替现有的气体质量流量计,并同时使用精度更高的薄膜电容规和24位AD、16位DA控制器,可实现任意设定真空度下±0.5%的控制精度,同时对温度等因素所带来的真空度变化有极快的响应,可保证分子蒸馏过程中真空控制的高精度和稳定性。[/color][align=center][color=#990000]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align][color=#990000][size=18px]一、问题的提出[/size][/color]分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url],由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出,由此达到物质分离的目的。短程蒸馏器是一个工作在0.001~1mbar(0.1~100Pa)绝对压力下热分离技术过程,它较低的沸腾温度,非常适合热敏性和高沸点物。在分子蒸馏工艺中,真空度的控制精度决定了分离物质的纯度,目前绝大多数分子蒸馏设备中真空度控制系统普遍还都采用液环真空泵与旋片式真空泵结合气体流量计的技术,这种通过气体流量计调节进气流量的方法无法实现高精度的真空度稳定控制,具体是以下几方面原因:(1)分子蒸馏过程的真空度变化范围一般为0.1~100Pa,这种高真空范围对气体流量计的真空漏率有较高要求,一般气体流量计很难满足要求,必须使用专门用于高真空的气体流量计。(2)气体流量计的调节精细度普遍较粗,如果要实现高精密的气体流量调节,同样要使用高档更精密的气体流量计。(3)通常气体流量计的响应速度比较慢,很难实现在1秒之内完成全闭到全关的动作时间。(4)多数分子蒸馏中的真空传感器普遍采用精度较差的数字皮拉尼电阻规和电热偶规等。(5)绝大多数调节气体流量计的PID控制器精度较差,多为12位AD和DA转换器,极少用到16位的AD和DA转换器,PID控制器的精度是决定分子蒸馏真空度控制精度的关键。为了提升蒸馏纯度,针对上述现有分子蒸馏中气体流量计式真空度控制系统存在的问题,本文提出了更高精度真空度控制的解决方案。解决方案将采用更直接、精密和快速的电动针阀来代替现有的气体质量流量计,并同时使用精度更高的薄膜电容规和24位AD、16位DA控制器,由此可实现分子蒸馏工艺中任意设定真空度下±0.5%的控制精度,并对温度等因素所带来的真空度变化有极快的响应,有效保证分子蒸馏过程中真空度的高精度和高稳定性。[size=18px][color=#990000]二、解决方案[/color][/size]通过上述分析可以看出,限制现有短程分子蒸馏工艺真空度控制精度的主要因素分别是:(1)气体质量流量计调节精度和响应速度。(2)真空度传感器的测量精度。(3)PID控制器的测量和控制精度。为解决上述问题,本文提出的具体解决方案是采用相应的三个替换装置,如图1所示。[align=center][color=#990000][img=短程分子蒸馏高精度真空度控制装置,690,282]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211040201378335_1412_3221506_3.jpg!w690x282.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 短程分子蒸馏高精度真空度控制装置[/color][/align]如图1所示,为提高蒸馏纯度,实现高精度真空度控制,解决方案采用了以下三个装置:[color=#990000](1)采用高速电动针阀代替气体质量流量计[/color]分子蒸馏高真空度控制的基本原理是调节蒸馏器的进气流量和出气流量并达到一个动态平衡,所以这里的技术关键是如何实现进气流量的精密调节。尽管气体质量流量计可以进行进气流量调节,但采用的是电磁阀技术,有着较大的迟滞现象和较慢的响应速度,这些都会影响真空度的控制精度。解决方案中所采用的高速电动针阀是一种高速步进电机驱动的纯机械式针型阀,在大幅度减少迟滞误差的同时,还将整体响应时间缩短到了800微秒,同时精细步长可实现阀门的快速精密调节。驱动控制只需采用0-10V的模拟电压,整体结构简单且可靠性强。多个规格的电动针阀具有不同的气体流量调节能力,可满足不同容积的蒸馏器的真空度控制,同时还可以采用FFKM全氟醚橡胶密封提高耐腐蚀性。[color=#990000](2)采用薄膜电容规代替皮拉尼电阻规和电热偶规[/color]薄膜电容规的测量精度要远高于皮拉尼电阻规和热偶规,在任意真空度下其精度都可以达到±0.25%。那么对于短程蒸馏器0.001~1mbar(0.1~100Pa)的真空度量程内,可直接选择一只1Torr的薄膜电容规即可满足全量程的真空度测量,如果为了保证0.1~1Pa范围内的测量精度,还可以再补充一只0.1Torr的薄膜电容规。这样,通过两只不同量程的薄膜电容规可覆盖全真空度范围内的准确测量。[color=#990000](3)采用超过精度真空控制器代替普通精度PID控制器[/color]在任何PID反馈式闭环控制系统中,无论传感器和执行器精度多高,最终的控制精度都需要控制器的精度予以保证,为此,在解决方案中采用了超高精度的PID真空控制器。此超高精度PID真空度控制器具有24位AD和16位DA,采用了双精度浮点运算可实现0.01%的最小输出百分比,这是目前国内外最高技术指标的工业用PID控制器。采用此真空控制器可充分发挥电动针阀执行器和薄膜电容规真空传感器的精度优势,而且此系列控制器具有单通道和双通道不同型号。单通道控制器是可编程PID控制器,突出特点是可以进行不同量程双真空计的自动切换来实现全量程自动控制。双通道控制器是一种定点控制器,两个通道可以分别独立控制真空度和温度。[size=18px][color=#990000]三、结论[/color][/size]新型的真空控制系统对短程分子蒸馏工艺的真空度控制过程进行了优化,对其中的真空度控制系统做出了以下三方面的改进:(1)采用电动针阀代替气体质量流量计,提高了进气流量调节执行器的精度。(2)采用薄膜电容规代替拉尼电阻规和电热偶规,提高了真空度测量的精度。(3)采用真空控制器代替传统的PID控制器,提高了PID控制精度,并扩展了控制功能,可实现双传感器自动切换和两个工艺参数同时控制。总之,通过以上改进可大幅提高短程分子蒸馏工艺的真空度控制水平,通过大量考核试验和实际应用已经证明,此解决方案成熟度很高,在全真空度范围内可轻松实现±0.5%的控制精度,如果采用更高精度的真空计,此解决方案可进一步达到±0.1%的控制精度。[align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
石墨电热板石墨电热板特点:采用特殊工艺制作,克服普通电热板因长时间连续工作而易损坏的弊端。产品加热面积大,能同时处理多个样品,各加热点均匀,且升温速度快,PID精确数显控温,可连续工作48小时以上,耐高温,耐腐蚀,易清洁 石墨电热板:DL系列温度可达450度适用范围 :环境监测 、大学实验室、化工厂、农科院、化肥厂、林业部门、质量监督、食品及药品分析、海关。石墨电热板优点: 加热均匀 加热体选用导热性能优越的等静压高纯石墨,保证加热面板各点的温度均匀性。 控温精确 PID参数自检,可自动调节加热速率,控温精度±0.1℃,单点温度波动度±2.0℃。 节能高效 采用独特的加热保温方式,比同类产品节能20%以上。 防腐设计 石墨导热材料,表面无惧强酸强碱腐蚀。连接部件采用防腐材料,机箱作防腐喷塑处理,可抵抗恶劣的腐蚀性环境。机箱孔涂覆高温防腐材料。 分体设计 主机箱和控制器为分体式,控制部分通过数据线置于橱窗外,避免腐蚀电子元器件。 温度修正 采用温度参数修正设计,温度探头精确检测温度变化,并可修正显示样品反应温度,实现所见即所测(温度控制仪面板显示为实际样品反应温度)。不锈钢电热板简介不锈钢电热板广泛用于样品的烘焙、干燥和作其他温度实验、是生物、遗传、医药卫生、环保、生化实验室、分析室、教学科研的必备工具,与它不同类别的是恒温温控电热板。其加热全部采用远红外陶瓷加热技术,温升快,温度均匀,节省能源,安全高效。不锈钢电热板主要特点(1)加热器采用特殊成型工艺制作,高温状态无翘曲变形。(2)工作面板选用不锈钢,有优越的抗腐蚀性能。(3)升温快且均匀,操作简单,使用安全。4、本厂生产的不锈钢电热板全部采用远红外陶瓷加热技术,温升快,功率损失少,温度均匀性好;使用不锈钢电热板注意事项(1)其持续使用工作温度应小于240℃,瞬时不超过300℃。(2)国威硅胶电热器件可工作与受压状态,即用辅助压板使其紧贴受热表面。此时热传导良好,在工作区温度不超过240℃时,其电力密度可达3W/cm2。(3)粘贴式安装工况下,允许工作温度小于150℃。(4)若是空中干烧工况,受材料耐温限制,其电力密度应小于1W/cm2;非持续工况,电力密度可达1.4W/cm2。(5)工作电压选取以大功率-高电压、小功率-低电压为原则,特殊需要可以列外不锈钢电热板操作步骤(1) 将电热板工作面擦拭干净,上面不要有水滴,污物等。(2)放置装样试瓶或其他器皿。(3)接通电源,合上电源开关。指示灯亮,电热板处于工作状态。(4)调节调温旋钮,升至所需要的温度,电热板处于工作状态时应有专人照管。(5)工作完毕,关了电源开关。切断电源。(6)待工作面冷却后将其清理干净但是要耐强酸强碱耐高温,还是要选石墨电热板,性价比高,易清洗。JRY品牌首选。
高精度压力数字压力计以其量程的灵活匹配,最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块,还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。应用领域:实验室,工业现场等LPG2500高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到:0.01%,解决现场测量标准,比如:实验室测量当前大气压力,达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。产品特点. 精确度最高达到:0.01%FS. 支持多通道. 人性化智能设计. 支持外部通讯. 可用于差压表测试等. 多精度可选择:0.01%、0.02%、0.05%. 工作最大压力范围可订制应用客户:理化研究所、中国物理所等。服务理念:系统软件终身免费服务;定期进行用户回访;免费系统使用培训提供7X24小时服务,服务热线:13520277456选购配件l 工业级仪表箱:工业级仪表箱用于 LPG2500的运输,也可作为LPG2500空运容器。箱子由高强度抗冲击材料做成,外观为黑色,包含一个把手和一个伸缩拉杆;箱体内部专门根据LPG2500定制的高密度EVC泡沫,并且箱体内具有设备备件的储存空间。仪表箱体结实的特性和在恶劣环境的对设备的保护,非常适合成为LPG2500运输的保护箱体。l 校准证书每台LPG2500出厂时可溯源至计量院,可代送国家计量单位出具证书。
高精度形位测试系统是想测发动机或试件经受温度变化后(如从70℃到-70℃)后,尺寸的变化,用于材料的性能研究。本人不知道到底用什么仪器设备可以测试,有哪位能指点一下啊?谢谢了!其中有用电子散斑、激光多普勒测试系统进行测试的,不是太清楚,请各位指教,谢谢了!
高精度计数秤的参数高精度计数秤型号最大称量分度值最大可读精度ACS-3-SC713kg0.05g1/60000ACS-6-SC716kg0.1g1/60000秤盘尺寸:275mm*220mm接口:DC接口,RS232接口(选配),RJ45以太网接口(选配)电源:4V/4A电子秤专用蓄电池http://www.xiangshanscale.com/uploads/sc71/sc71canshu.pnghttp://www.xiangshanscale.com/uploads/chanpinsucai/chanpinmiaoshu.png使用中航电测高精度130mm传感器,品质符合世界标准新款高精度计数秤ACS-SC71称重可读性高达1/60000精度;内部解析精度高达1/600000具有抗静电,高频干扰,读数稳定具有LCD三窗白色背光液晶显示,字幕清晰易读取计数秤ACS-SC71具有运送保护,过载保护设计高精度计数秤采用触摸式薄膜按键,容易操作,防水性能佳超低功耗,一次充电可使用180小时具有电池低电压报警功能,可降低电池过量放电损坏几率高精度计数秤ACS-SC71外壳采用ABS耐冲击塑料;秤盘采用ABS塑料载物盘和不锈钢材料托盘双盘结构,应对各种使用场合,经久耐用,使用寿命长
在选择高精度测厚仪这样大型的机械设备时,往往都通过比较做出选择,知名品牌也是参考的一点,但是设备的质量也尤为重要。大成精密高精度测厚仪就符合这两点的厂家,在国内来说,他们做的是相当不错的,自主研发生产,质量高,得到了得到了消费者的大力认可,下面我们就来介绍一下,它好在哪些方面吧: 1、操作简单方便 简单方便的设备仪器不管是谁,都会非常喜欢的。如果设备仪器的操作比较繁琐或是需要专业人员来操作。厂家就会考虑很多方面,一来操作繁琐要对工作人员进行一系列的培训,二来请来的专业人员所需要的成本就会有所上升,利益就会相应减少。高精度测厚仪操作十分简单方便,这是厂家选择他们的其中一个理由。 2、能连接数据进行打印 测厚仪有电脑连接接口,在使用的时候可以购买相关软件,从而实现对测两次数据的储存打印,而且相关的软件还能够对测量数据进行统一,用专业的方式显示出来,从而让我们更加简单的了解测量数据机器所具有的特点。 http://www.dcprecision.cn/Uploads/201601/56a1a0aa23fb3.jpg 3、采用国外进口的优质元件 专业的测厚仪传感器部件通常采用的都是国外进口的优质元件,这些优质传感器元件能够让测厚仪的测厚分辨率比普通测厚仪增加很多,这种仪器对于零点一微米的距离都能精准的测量。然而测厚仪里面的优质传动元件也是确保测厚仪工作稳定性和准确性的重要因素。 激光测厚仪是近年来开发出的高科技实用型设备,是用于热轧生产线上实时在线式连续测量成材厚度的非接触式测量设备。它有效地改善了工作环境,具有测量准确、精度高、实用性好、安全可靠、无辐射、非接触式测量等人工测量及其它测量方法无法比拟的优点,并为轧制钢材厚度控制提供了准确的信息,从而提高了生产效率和产品质量,降低了劳动强度。 使用大成精密激光测厚仪以来,具不完全统计,因板厚误差造成的废品率下降了50%以上,创经济效益近千万元,受到各级部门和工作人员的肯定与赞赏。
动态色谱法比表面仪在比表面积测试方面优势明显,被客户认可并大量使用,但客户在选型时,应该从哪些方面进行比较和评判,现简单介绍如下:高精度动态色谱法比表面仪应具有以下十项特征:1、是否具有程控风热助脱系统 当样品在液氮温度-195.8℃下吸附饱和后要升温脱附时,需要使温度迅速升高,使吸附在粉体表面的氮气迅速脱附出来进入检测器;高速脱附可以使信号集中,得到尖而锐的脱附峰,有利于提高仪器的灵敏度和分辨率,另外尖而锐的脱附峰可以降低背景噪声影响,提高仪器测试准确度,尖锐的脱附峰是色谱工作者追求的理想峰形。在之前的半自动化仪器中通常使用人为将液氮杯更换为水杯,利用水大比热的特性使样品温度迅速升高到常温;但在全自动化仪器中,如果为便自动化而放弃辅助加热脱附,进行空气中自然升温脱附,由于玻璃的导热系数很低,升温缓慢,将使脱附峰矮而宽, 使背景噪声影响增大,降低灵敏度和分辨率,损失测试精度,对于小比表面积样品影响尤为明显。程控风热助脱装置,全自动程控启停,风热时间可根据样品脱附快慢设定,保证得到尖锐快速的脱附峰,使出峰时间缩短,脱附峰尖而锐,减少背景误差。2、氮气分压检测控制是通过流量传感器法还是浓度色谱检测器法 BET多点法测试中,按BET理论要求氮气浓度需要从5%调整到30%,氮气浓度检测是测试结果准确度的关键环节。在氮气浓度测试方面,流量传感器法是分别测量氮气和载气流量的方式来求氮气浓度。所采用的进口霍林威尔流量传感器的标称极限精度是0.1ml/min,对于5ml/min的氮气流速的测试最高精度只能达到2%。色谱浓度传感器测试氮气浓度,精度可达到0.1%以上,色谱法检测精度是流量法的10倍以上;3、是否具有程控六通阀标定系统;定量管体积是否可程控切换 六通阀是色谱仪定量的主要标定装置,有手动六通阀和电动六通阀之分;程控电动六通阀标定系统,标定过程软件全自动控制;定量管体积程控可选功能;对于不同样品,比表面从相差可能数千倍,其吸附氮气量也就相差悬殊,不能一个体积的定量管来标定所有样品吸附量。所以对于标定系统应接入不同体积的定量管,可达到更高的精确度。人工更换不同体积的定量管比较复杂,甚至打开机壳更换。程控定量管切换只需要在软件中设置接入号,电动切换。4、是否具有一体式原位吹扫装置 分体吹扫炉形式的吹扫方式,样品吹扫处理时需要安装在与主机分置的吹扫炉上,处理完毕后拆卸下来再重新安装在仪器主机上进行测试。一体化吹扫处理系统相对分体吹扫炉具有两个优势:一是操作方便,只需一次安装;二是处理效果更好,避免了拆装样品管时样品再次与空气接触;(对于部分有机和生物粉体材料,其水份的质量百分含量可能比较大,若超过1%则需要吹扫处理前先进行烘箱干燥后再进行,否则需要吹扫处理后重新称重;)5、是否具有吹扫定时功能 吹扫程序定时,到时停止加热,声音提示,此功能使吹扫处理条件统一一致,也使操作者更安心于其他工作,而不必担心吹扫超时造成处理条件不一致;6、是否具有气体净化冷阱装置 比表面测试所使用的高纯氮气和高纯氦气纯度一般为99.99%到99.999%,其中0.001%-0.01%的杂质气体(主要为水分等高沸点易吸附气体)在低温吸附时会首先被吸附,从而对吸附氮气量造成影响;由于色谱法比表面测试中气体是连续流过待测样品,所以样品表面的水份等气体杂质会逐渐积累;具体影响见《水份对吸附过程的影响》。冷阱是消除高沸点气体杂质的有效方式,一般在高要求设备中会配备此装置;比表面仪配备的冷阱,使本会被样品吸附的水份等高沸点杂质提前被冷阱捕获,使得经过净化后的高纯氮和高纯氦气体中的水分含量低于10e-17Pa,达到超高纯气体状态;7、是否具有检测器恒温系统 色谱法比表面仪采用热导池做检测器;温飘是热导池检测器的主要误差成因,一般高精度色谱仪的检测器都具有复杂的恒温系统和温飘抑制消除系统,但同时使仪器成本增加;检测器恒温装置前后,可以使零点漂移由1%降低到0.1%,该装置对测试小比表面积样品(10m2/g)效果尤为明显;8、是否具有液氮温度实时监测功能 比表面测试使用的液氮都是使用单位就近采购,一般都是气体厂制氧的副产品,其纯度不稳定性相差较大,使得液氮温度有±1℃左右的变化;氮气吸附量对液氮温度的变化很敏感;另外液氮杜瓦杯内液氮面的高低也对吸附量有影响;液氮温度监测传感器,可监测液氮温度和杜瓦杯中的液氮量是否充足。9、是否具有气源开关指示与保护装置 色谱仪一般都要求操作者在没有开气的时候不要打开电源,即“先开气后开电,先关电后关气”,否则可能发生检测器在没有通气的情况下通电而烧坏的危险;而气源指示与保护装置则使此危险去除。10、仪器参数是否软硬件同时显示 比表面仪器的主要参数包括主检测器电压、电流、浓度检测器电压、电流、主检测器输出电压信号、浓度检测器输出信号、信号放大倍数、液氮温度等。若仪器具有不但在软件上检测显示外,还在仪器的LCD液晶显示屏上硬件显示的功能,即使在电脑没打开或通讯异常时仍能明确掌握仪器状态,使得仪器可靠度更高;另外仪器的机械部分,如电机、脱附风扇、吹扫定时、气源开关状态等都具有硬件指示灯指示工作状态,复杂设备的各个部分工作正常与否的状态,在通过软件显示的同时,再使硬件指示是必要的; 气体流量的显示在有电子传感器之外,再通过机械转子流量计显示,将使流量有无、大小一目了然,更稳定可靠可靠的现代分析仪器可以只有一个控制按钮,但显示屏、指示灯等各部分运行状态指示不可省;来源:比表面论坛
电调制非分光红外原理的气体分析仪,最高精度能到多少?响应时间一般多长?
[align=center][img=饱和蒸汽温度精密控制,690,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211160915568591_8820_3221506_3.jpg!w690x315.jpg[/img][/align][size=14px][color=#000099]摘要:在目前的饱和蒸汽轮胎硫化工艺中,普遍还在采用电动定位器和电动执行器形式的减压阀进行温度控制。这种控温方式存在响应时间长、控温波动大和磨损引起寿命短等问题。本文介绍了采用电气比例阀和气动减压阀组合的替代方案,其中还采用了超高精度的串级PID控制器,此串级控制法替代方案可大幅提高蒸汽温度的控制精度和速度,并延长阀门的使用寿命和可在线维护。作为一种新技术,此解决方案还可推广应用到其它蒸汽加热领域。[/color][/size][size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#000099]一、问题的提出[/color][/size][/b][size=14px][/size][size=14px] 硫化是目前轮胎生产过程中的最后一道工序,一般通过热硫化将成型的胎胚变成了轮胎成品。目前的硫化方式基本都是根据硫化内温的介质不同来区分,而外温实现方式(或称热板温度、模温)一般都是注入一定压力的蒸汽进行温度控制。[/size][size=14px][/size][size=14px] 本文将主要讨论轮胎硫化过程中的外温变温控制技术,有关内温调控技术则将在后续报告中再进行详细阐述。[/size][size=14px][/size][size=14px] 外温和外压是轮胎硫化的主要工艺参数,其控制的好坏直接影响硫化轮胎的质量。外温的实现通常使用蒸汽作为加热介质,而蒸汽一般都是饱和蒸汽。饱和蒸汽的一个重要特性是其温度与压力之间一一对应,即饱和蒸汽的温度始终由其压力决定,而轮胎硫化外温蒸汽加热工艺就是利用此特征来调整蒸汽压力以实现对蒸汽温度的精密控制。[/size][size=14px][/size][size=14px] 在目前的大多数蒸汽温度控制过程中,如图1所示,基本都采用的是典型的单闭环PID控制方法,使用了复杂笨重的电动减压阀来控制饱和蒸汽温度,即采用一个温度传感器将信号发送给PID控制器,控制器向电动阀门定位器发送命令信号,阀门定位器控制阀门所需开度以使得温度接近设定温度。这种控制的结果是阀门必须一直工作以保持温度,循环打开和关闭等同于磨损阀门部件,最大的问题是这种带有阀门定位器形式的电动减压阀的运行速度很慢,对PID控制器的控制信号有很大的响应滞后,如果观察热电偶的信号输出,则会在目标温度周围出现正弦波形,而不会出现平滑、平坦的温度信号,因此这种控制方式往往呈现出蒸汽温度波动较大的现场。[/size][size=14px][/size][align=center][size=14px][color=#000099][img=传统单回路蒸汽温度控制结构示意图,690,170]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211160917432405_1591_3221506_3.jpg!w690x170.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#000099]图1 采用阀门定位器形式的电动减压阀蒸汽温度控制结构及其温度波动[/color][/align][size=14px][/size][size=14px] 针对上述目前电动定位器和电动执行器结构形式的减压阀在轮胎硫化蒸汽温度控制中存在响应时间长、控温波动大和磨损引起寿命短等问题,本文将介绍采用电气比例阀和气动减压阀组合的替代方案,通过超高精度的串级控制PID控制器,此替代方案可大幅度提高蒸汽温度的控制速度和精度,并延长减压阀的使用寿命。此解决方案还可以推广应用到其它蒸汽加热设备。[/size][size=14px][/size][b][size=18px][color=#000099]二、解决方案[/color][/size][/b][size=14px][/size][size=14px] 在上述传统的饱和蒸汽温度控制过程中,采用的是一个典型的闭环控制回路,即作为执行机构的带阀门定位器的电动减压阀与PID控制器和温度传感器构成一个闭环控制。[/size][size=14px][/size][size=14px] 新的解决方案则是采用了双闭环PID控制回路组成的串级控制法,其结构如图2所示。[/size][size=14px][/size][align=center][size=14px][color=#000099][img=新型双回路串行控制法蒸汽温度控制结构示意图,690,223]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211160918269307_9385_3221506_3.jpg!w690x223.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#000099]图2 采用超高精度PID控制器、电气比例阀和气动减压阀的串行控制结构及其温度波动[/color][/align][size=14px][/size][size=14px] 在图2所示解决方案中,采用了经典的串级控制结构,即温度传感器、气动减压阀、电气比例阀和串级PID调节器组成一个双回路闭环控制系统。其中自带压力传感器和PID控制板的电气比例阀与气动减压阀构成次回路,用于调节气动减压阀的开度;温度传感器、串级PID控制器和次级回路再构成主回路,主回路采集硫化箱温度,经PID计算后输出控制信号给次回路中的电气比例阀,这里的次回路此时相当于主回路的执行器。[/size][size=14px][/size][size=14px] 与传统单回路控制相比,这种结合了电气比例阀和高精度PID调节器,并采用了串级控制法的蒸汽温度控制系统,充分发挥了串级控制的特点,有以下几方面的优势:[/size][size=14px][/size][size=14px] (1)可明显改善蒸汽温度控制精度和速度,控制温度的变化曲线平摊且与设定曲线非常接近,蒸汽温度达到稳定可节省几十分钟。[/size][size=14px][/size][size=14px] (2)对于高压饱和蒸汽的压力扰动具有较迅速和较强的克服能力。[/size][size=14px][/size][size=14px] (3)可消除次回路(气动减压阀和电气比例阀)的非线性特性的影响。[/size][size=14px][/size][size=14px] (4)气动减压阀可采用不同规格的气动圆顶加载压力调节器,可与各种精度和流量的电气比例阀组合实现不同规格轮胎硫化中任意设定温度的自动控制。[/size][size=14px][/size][size=14px] (5)先进的电气比例阀替代了传统的电气转换器(I/P和E/P),不再需要定期重新校准的繁复操作,不再需要仪表空气而只需加装气体过滤器即可,也不会不断排放空气减少压缩控制的浪费,重要的是控制精度可以达到任何设定点的±0.1%。[/size][size=14px][/size][size=14px] 总之,上述解决方案是目前大多数蒸汽温度控制技术的升级换代,可大幅提高轮胎硫化过程中蒸汽温度的控制精度和速度,此解决方案完全可以推广应用到其它蒸汽加热领域。[/size][size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=14px][/size]
可测量范围是什么?测量的精度一般是多少??答:一般测量范围如下:l? 低热传导系数的涂层(如大多数聚合物)的测量范围是0,1μm-500μml? 高热传导系数的涂层(如金属)的测量范围是0,1μm-1mm测量精度:l? 可重复性是? 1μml? 测厚精度是? 3%以上数值可能随不同的应用而有所变化,但客户的需求和测量的准确性可能取决于样品,以及用于校准的测量技术的准确性。非接触高精度涂层测厚:在测量时间、测量距离、检测精度、激光安全防护等各类因素之间寻求一种平衡,建立更高精度的解决方案。
有谁知道高精度位移标定器哪里买?谢!要求标距范围200mm,精度0.2μm
[align=center][img=玻璃窑炉精密压力控制解决方案,600,293]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131721313475_1541_3221506_3.jpg!w690x338.jpg[/img][/align][size=16px][b][color=#333399]摘要:在玻璃生产中对玻璃窑炉中窑压的要求极高,通常需要控制微正压[/color][color=#333399]4.7Pa(表压),偏差控制在±0.3Pa,而窑炉压力还会受到众多因素的影响,所以实现高稳定性的熔窑压力控制具有很大难度,为此本文提出了新的解决方案对现有玻璃窑炉压力控制系统进行改进。解决方案采用不同口径双蝶阀并联结构进行排气,并通过使用高速蝶阀、高精度压力传感器和超高精度分程式压力控制器,可大幅度提高窑炉压力的控制精度和稳定性。[/color][/b][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]=====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 窑炉是玻璃生产制造过程使用的重要设备之一,担负着熔化原材料、调节玻璃液气泡等缺陷。在玻璃生产中对玻璃窑炉中窑压的要求极高,通常需要控制微正压4.7Pa(表压),偏差控制在±0.3Pa,因此需要极其精确的窑压检测和灵敏准确的窑压控制。在玻璃生产中,影响窑炉压力主要有以下几方面的因素:[/size][size=16px] (1)窑炉温度需控制在上千摄氏度的高温环境才能使原材料熔制成均匀、无气泡的玻璃液,如此高温环境往往使部分原材料在窑炉熔化时易产生大量气体,导致窑炉内的玻璃液位波动大,使得窑炉内的压力不稳定,进而干扰生产工艺,影响玻璃液的品质。[/size][size=16px] (2)玻璃熔窑由于采用的热源不同,结构形式有较大差别,如火焰熔窑、电熔窑和火焰?电熔窑具有不同的结构,而且玻璃液与生产窑内部顶侧壁之间留有气体空间,受玻璃液进液量的影响,也会引起玻璃窑内气体空间的压力时常变化。[/size][size=16px] (3)在实际生产中,受外界天气变化、窑炉外部环境变化以及窑炉内部温度变化等多种的影响,导致窑炉内外的压力差产生波动,导致玻璃液位波动进而影响窑炉压力变化。[/size][size=16px] (4)此外,从玻璃窑炉中排出的烟气带有较高的热量,且国家对玻璃窑废气的环保标准越来越高,为了充分利用此部分热量和减少环境污染,达到节能减排的目的,现有的玻璃窑炉一般都连接有余热回收装置和除尘装置,这些装置对于玻璃窑炉中的压力稳定也会产生影响。[/size][size=16px] 目前,国内常用玻璃窑炉压力控制系统的典型结构如图1所示,其工作原理是通过控制器采集压力传感器与压力设定值进行比较后输出控制信号,控制信号分别驱动引风机改变功率和调节闸板开度来实现熔窑内的压力稳定。但这种引风机和闸板在排气烟道内的串联结构很难实现高稳定性的压力控制,为此本文提出了改进的解决方案,以更好实现玻璃熔窑内压力的长时间的稳定控制,并快速降低各种影响因素对压力稳定的影响。[/size][align=center][size=16px][color=#333399][b][img=现有玻璃窑炉的典型压力控制系统结构,600,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131722577919_8122_3221506_3.jpg!w690x383.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#333399][b]图1 现有玻璃窑炉的典型压力控制系统结构[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 改进后的解决方案将采用以下几方面的技术措施来实现窑炉压力的稳定控制:[/size][size=16px] (1)图1所示的风机和调节闸板的串联结构使得烟道内的排气速率完全受到风机和闸板两者之一的最小流量限制,很难实现既要保持正压、又要控制压力微小波动。为此,解决方案将采用如图2所示的并联结构,即在主烟道上并联一个小口径的旁路烟道,这样既能保证以较大抽速使高温下的窑炉压力快速回归至微正压附近,同时又能采用旁路的较小抽速进行精细调节使压力稳定。[/size][align=center][color=#333399][b][img=改进后的玻璃窑炉高精度压力控制系统结构,600,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131724197314_7449_3221506_3.jpg!w690x403.jpg[/img][/b][/color][/align][b][/b][align=center][b][color=#333399]图2 改进后的玻璃窑炉高精度压力控制系统结构[/color][/b][/align][size=16px] (2)使风机处于全速工作状态,而在主烟道和旁路烟道上分别增加不同口径、且具有较快响应速度(1秒以内)的电动通风蝶阀。这样,通过不同口径高速蝶阀的快速开度变化,可以对窑炉压力进行快速调节并达到稳定。[/size][size=16px] (3)压力传感器的测量精度是决定玻璃窑炉内部压力稳定控制的关键要素之一,因此本解决方案采用了0.1%的高精度压力传感器,压力测量范围尽可能的小,如0~100Pa(表压)。[/size][size=16px] (4)决定窑炉压力稳定控制的另一个关键因素是压力控制器的测量精度、控制精度和控制模式,为此本解决方案选择了VPC2021系列超高精度压力控制器,其具有24位AD、16位DA和最小输出百分比为0.01%,这是目前工业用PLC根本无法实现的测控精度。另外,VPC2021系列压力控制器具有分程控制功能,可同时对两个不同口径通风蝶阀进行快速控制,且控制器同时还具有PID参数自整定功能、标准的MODBUS通讯协议和相应的计算机测控软件。[/size][size=18px][color=#333399][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,解决方案通过采用不同口径双蝶阀并联结构,可在排气方式上既能实现大流量排气,又能进行微小排气流量的调节,从结构上保证了窑炉压力的稳定性控制。另外,通过采用高速蝶阀、高精度压力传感器和超高精度分程式压力控制,从自动控制方面更进一步的保证了压力控制精度,比传统的PLC控制具有更好的控制精度和稳定性。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
[b]一、 概述 [/b]自从上世纪60年代激光产生以后,其高方向性和高亮度的优越性就一直吸引着人们不断探索它在各方面的应用,其中,工业生产中的非接触、在线测量是非常重要的应用领域,它可以完成许多用接触式测量手段无法完成的检测任务。普通的光学测量在大地测绘、建筑工程方面有悠久的应用历史,其中距离测量的方法就是利用基本的三角几何学。在上世纪80年代末90年代初,人们开始激光与三角测量的原理相结合,形成了激光三角测距器。它的优点是精度高,不受被测物的材料、质地、型状、反射率的限制。从白色到黑色,从金属到陶瓷、塑料都可以测量。[b]二、 激光三角测量的原理[/b]激光三角测量法是人们将激光与三角测量的原理相结合的产物,其原理如下图示:[img=,520,354]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151451_01_2318341_3.gif[/img]它是将激光作光源,用线阵CCD作光电转换器,用玻璃透镜将被测物上的光斑聚焦成点,再成像到线阵CCD上,线阵CCD上的光电信号再移到计算机处理,从而得到距离信号。这就是激光三角测量的基本原理。[b]三、 第一代激光三角测厚仪的原理[/b]有了激光三角位移传感器,就为激光测厚仪垫定基础,其设计原理如下图所示,[img=,479,373]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151452_01_2318341_3.jpg[/img][b][color=#333333]第一代激光测厚仪原理[/color][/b]从上图可得:厚度为:[img=,97,22]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151519_01_2318341_3.jpg[/img][b][img=,12,23]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img][/b]公式中,[b]t[/b]表示厚度,[b]z[/b]是上下两个测头间的距离,[b]x[/b]是上测头到被测物上表面的距离,[b]y[/b]是下测头到被测物下表面的距离,只要[b]z[/b]是恒定的,则,上下测头测量出[b]x,y,[/b]就可以通过上面的公式算出厚度[b]t[/b],这样,用两个激光位移传感器就可以做出测厚仪。[b]四、 第一代激光三角测厚仪的误差分析[/b]1、上面的厚度公式中我们假设z是恒定的,则,在静止状态下系统误差就是上下测头的测量误差,我们令其表达式为:[img=,82,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151523_01_2318341_3.jpg[/img]2、实际上,在高精度测量时,z并不是恒定的,因为,上下测头是装在U形支架上,而随着温度的变化,U形支架是会变形的,扫描宽度越宽其变形量就越大,所以,其在静止状态下的误差表达式应为:[img=,109,22]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151523_02_2318341_3.jpg[/img],见下图示,当温度变化时。1)假若U形支架的上臂向上变形一微米,下臂向下变形一微米,则,[img=,109,22]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151524_01_2318341_3.jpg[/img]2)假若U形支架的上臂向下变形一微米,下臂向上变形一微米,则,[img=,109,22]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151524_02_2318341_3.jpg[/img]3)假若U形支架的上臂向上变形一微米,下臂向上变形一微米,则,[img=,109,22]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151524_03_2318341_3.jpg[/img]4)假若U形支架的上臂向下变形一微米,下臂向上变形一微米,则,[img=,109,22]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151525_01_2318341_3.jpg[/img]5) 假若U形支架的上下臂向其它方向变形,则,误差比较复杂。[img=,502,356]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151500_01_2318341_3.jpg[/img]1、 上面分析是假设静止状态时的测量误差表达,而实际上激光测厚仪是要求能做到在线,动态扫描测量的,我们再来分析动态测量时的误差情况。我们知道,线阵测头的输出值是一段时间的测量结果的平均值。在动态测厚过程中,激光焦点在被测物表面扫描,由于激光散斑的原因,表面反射光强存在剧烈的起伏,导致一些采样点的信号强度过低,成为无效数据而[b][color=red]剔除[/color][/b],若单测头每次平均需m个数据,之间会剔除n个数据,则需要增加测n个数据,总数据量为m+n个,这可形象地用下图表示。[img=,224,164]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151501_01_2318341_3.jpg[/img][img=,210,135]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151501_02_2318341_3.jpg[/img]由于上下表面的数据是独立的,因此,上下表面数据序列中被剔除的数据也是独立的(见上图中的一个箭头表示一个剔除数据)。如果物体不动或高度不变,则剔除数据的位置没有什么影响,但当物体抖动量较大时,被剔除数据的位置对平均值的影响将立刻显现出来,例如当表面上升时(下图)[img=,265,178]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151504_01_2318341_3.jpg[/img][img=,265,178]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151506_01_2318341_3.jpg[/img]剔除数据的位置靠前则m个数据的平均值偏大,反之则偏小。由于上下两个测头内部对剔除数据的操作是独立的,无法进行协调,因此,物体抖动必然导致厚度测量结果的较大起伏!这种误差的统计估计如下:由上图可知,两个测头的数据错位范围为(-n,+n),处于各种错位情形的概率均等,则由概率论知,均方差为[img=,30,45]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151526_01_2318341_3.jpg[/img]个数据,若物体移动速度为V,单次采样时间为T,则造成的上下两测头的厚度测量的概率误差为[img=,78,45]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151527_01_2318341_3.jpg[/img],例如,若v=10mm/s, T=10ms, n=2, 则e=0.115mm!若上下测头组合仪取p个数平均,则厚度误差均方差下降为[img=,88,49]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151527_02_2318341_3.jpg[/img],若p=20,则e=0.026mm!对于高精度测量仍然是无法容忍的!由于激光散斑是无法消除的,因此,被测物速度越大,误差越大,因此原理上,上下独立测头不适宜抖动物体的测厚![b]一、 结论[/b]从上面的分析,我们可以知道:用激光位移传感器构成的测厚仪存在着原理上的缺陷,其误差的产生都是随机的,所以,无法进行补偿,故,在高精度测量时不能满足测量要求。[b]二、 第二代激光测厚系统原理简介[/b]第二代激光三角测厚仪是重新设计发展而来,它克服了第一代由于U形支架变形、振动等导致测量精度不高,由于采用二个光电转换部件导致工作不同步而导致上下两测头的测量点不重合,及由此导致测量精度不高,测量精度不稳定等不足。第二代激光测厚仪从测量原理上做了重新设计,不再采用两个位移传感器分别测量上下测头到被测物的上下表面的距离来算出厚度,而是直接测量被测物的厚度,避免了U形支架变形、振动等导致测量误差,大大提高了测量精度,而且不怕振动,并且安装使用更简单,工作更稳定,测量精度更高(+/-0.0015mm),它无环境污染,对人无伤害,对被测物无污染无接触,同时第二代激光三角测厚仪有完整的数据输出接口,这为涂布机的日后闭环自动控制打下了基础,详见原理图[img=,619,391]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708151508_01_2318341_3.jpg[/img] [b][img=,195,20]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img] [color=#333333]第二代激光测厚仪原理[/color][/b]上述原理图的工作原理:上下二个激光器将激光束分别打在被测物的上下表面,形成二个光斑,无衍射光学系统将这二光斑成像到面阵CCD或DSP等光电转换部件上,则,这二个光斑在面阵CCD或DSP等光电转换部件上的光斑的像之间的距离就是被测物厚度的映射,通过图像处理技术就能算出被测物的厚度。[b] [/b]从上面的原理图可知,U形支架上安装的不是激光位移测头,而是激光器,仅作为光源用,上下激光器照射到被测物的上下表面形成上下二个光斑,将这两个光斑通过一个无衍射光学系统成像到面阵CCD上,则,这二个光斑之间的距离就是被测物的厚度,这样直接测量的是被测物的厚度,这就避免了由于U形支架的变形和上下测头的测量误差还有抖动等因素的影响,第二代系统只有一个误差,就是无衍射光学系统的测量误差,而这个误差不是随机产生的,是可以补偿的,同时我们的单镜头面阵ccd测厚仪,由于是上下光斑同时测量,若出现上下任一光斑太暗,则该组上下光斑数据作废,保证了用于厚度数据的上下光斑的一一对应性!从原理上避免了第一代测厚仪的多项误差。故,第二代激光测厚系统比第一代激光测厚系统有无比优异性能。
如题,对于电热板消解样品,样品室烧杯装的,若出现烘干怎么办?直接重新称样消解还是继续加酸煲,消解样品?
加热板那家强,莱伯泰科我看中! 加热板是实验室常用的一种加热工具,主要适用于样品加热,恒温,烘烤,消解。下面是我们实验室用到加热板的演变过程。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411122027_522848_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411122027_522849_2042772_3.jpg 刚开始样品量比较少,为了省电,考虑用了封闭电炉,价格也很便宜。但是特别容易坏,平均一个月就坏一台。表面也没有任何处理,非常不耐酸,温度也不宜控制(我们金属样品比较多,一般都是采用加热板即可消解)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411122028_522850_2042772_3.jpg 后期因为样品量的增加,封笔电炉坏的也比较频繁,就建议购买了大平面的数显加热板。这个温度可以控制,表面是不锈钢的,也不耐腐蚀,后面我们就表面用锡纸做防护,用了将近半年后由于搬家,有点震动,内部加热板被损坏。所有有了新的购买计划。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411122028_522851_2042772_3.jpg 由于资金的限制,根据我们的要求,经过对比最后选择了莱伯泰科的EH45Aplus系列。由于我们主要是金属材料的消解,加热温度一般300度一下,不需要特别精确的温度,耐腐蚀即可。使用2年后,表面未发现有严重腐蚀的情况,表面和新购置的一样。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411122029_522852_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411122030_522853_2042772_3.jpg 小结:莱伯泰科EH45Aplus加热板,加热面积大、处理样品多,能耐腐蚀、易清洁,结实耐用、操作稳定。选用加热板,莱伯泰科我看中!
[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/05/202405090923504443_8618_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img] 高精度食品安全检测仪的应用领域极为广泛,几乎涵盖了食品产业链的各个环节。以下将详细介绍几个主要的应用领域。 首先,高精度食品安全检测仪在食品生产企业中发挥着重要作用。在食品生产过程中,企业需要实时监控食品的质量和安全,以确保产品的合格率和消费者的健康。高精度食品安全检测仪能够快速、准确地检测出食品中的有害物质,如农药残留、重金属等,从而帮助企业及时发现并解决问题,保障食品的安全。 其次,高精度食品安全检测仪在食品流通环节中也扮演着重要角色。在食品流通过程中,食品可能会受到各种污染和不良因素的影响,如运输过程中的温度、湿度等。高精度食品安全检测仪能够快速检测出这些不良因素,从而保障食品在流通环节中的安全。 此外,高精度食品安全检测仪还在食品监管部门中得到了广泛应用。食品监管部门需要对市场上的食品进行定期检测和监督,以确保食品的安全和合格。高精度食品安全检测仪能够提供准确、可靠的检测结果,为食品监管部门提供有力的技术支持,保障食品市场的安全和稳定。 最后,高精度食品安全检测仪还在科研领域发挥着重要作用。食品科学研究者可以利用高精度食品安全检测仪进行食品中有害物质的深入研究和分析,为食品安全和食品科技的进步提供有力支持。 综上所述,高精度食品安全检测仪在食品生产、流通、监管和科研等领域都有着广泛的应用前景。随着科技的不断进步和人们对食品安全要求的不断提高,高精度食品安全检测仪将会发挥更加重要的作用,为保障人们的健康和食品安全做出更大的贡献。
成分定量分析中用到的鼓风烘箱,加热板容易生锈,怎么处理?
[font=&][color=#333333]高精度压力数字压力计以其量程的灵活匹配,最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块,还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。[/color][/font][font=&][color=#333333]应用领域:实验室,工业现场等[/color][/font][font=&][color=#333333]LPG2500高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到:0.01%,解决现场测量标准,比如:实验室测量当前大气压力,达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。[/color][/font][font=&][color=#333333]产品特点[/color][/font][font=&][color=#333333]. 精确度最高达到:0.01%FS[/color][/font][font=&][color=#333333]. 支持多通道[/color][/font][font=&][color=#333333]. 人性化智能设计[/color][/font][font=&][color=#333333]. 支持外部通讯[/color][/font][font=&][color=#333333]. 可用于差压表测试等[/color][/font][font=&][color=#333333]. 多精度可选择:0.01%、0.02%、0.05%[/color][/font][font=&][color=#333333]. 工作最大压力范围可订制[/color][/font][font=&][color=#333333]应用客户:理化研究所、中国物理所等。[/color][/font][font=&][color=#333333]服务理念:系统软件终身免费服务;[/color][/font][font=&][color=#333333]定期进行用户回访;[/color][/font][font=&][color=#333333]免费系统使用培训[/color][/font][font=&][color=#333333]提供7X24小时服务,服务热线:13520277456[/color][/font][font=&][color=#333333]选购配件[/color][/font][font=&][color=#333333]l 工业级仪表箱:[/color][/font][font=&][color=#333333]工业级仪表箱用于 LPG2500的运输,也可作为LPG2500空运容器。箱子由高强度抗冲击材料做成,外观为黑色,包含一个把手和一个伸缩拉杆;箱体内部专门根据LPG2500定制的高密度EVC泡沫,并且箱体内具有设备备件的储存空间。仪表箱体结实的特性和在恶劣环境的对设备的保护,非常适合成为LPG2500运输的保护箱体。[img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433047774_606_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433047676_8628_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433046017_1593_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][/color][/font][font=&][color=#333333]l 校准证书[/color][/font][font=&][color=#333333]每台LPG2500出厂时可溯源至计量院,可代送国家计量单位出具证书。[/color][/font]
[color=#990000] 摘要:针对防护热板法单样品和双样品这两张测量模式的导热仪,从热损防护角度定性的详细介绍了这两种测量模式的区别、工程实现难度和适用范围。同时还介绍了判断防护热板法导热仪在护热方面是否标准规范以及测试能力的几个条件。[/color][color=#990000] 关键词:防护热板法,导热仪,单样品,双样品,温差探测[/color][color=#990000][/color][b][color=#990000]1. 概述[/color][/b] 根据被测样品的数量形式,稳态防护热板法导热仪一般分为单样品和双样品测量模式,如图1-1所示。[align=center][img=,690,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811192208526790_9940_3384_3.png!w690x255.jpg[/img][/align][color=#990000][/color][align=center]图1-1防护热板法导热仪样品结构形式。(a)双样品模式;(b)单样品模式[/align] 由上图可知,在双样品模式下,两块完全相同的平板样品位于计量板和护热板的两侧。稳态时,计量板产生的热量分为两部分分别流经两个样品进入不同的冷板。在理想情况下,流经每个样品的热量为总热量的一半Q/2,样品的热面温度Th大于样品冷面温度Tc,两个样品的冷面温度相等Tc1=Tc2=Tc,计量板侧向热损Qg=0。 在单样品模式下,则只需要一块样品,将双样品模式下的另一块样品用隔热材料代替。稳态时,计量板产生的热量全部流经样品进入冷板。在理想情况下,流经样品的热量为总热量Q,样品的热面温度Th大于样品冷面温度Tc,底部护热板温度与样品热面温度相同Th1=Th,计量板侧向热损Qg=0。 从上述双样品和单样品两种测量模式可以看出,两种模式的整体结构和边界保证条件基本相同,主要区别是单样品模式在减少了一块样品的同时,增加了底部护热功能。因此在单样品模式中,由于只使用一块样品,这就对样品的一致性(材质、密度、湿度、尺寸、表面粗糙度和表面平整度等)可以放低要求,导热仪整体结构和实际样品测量操作都变得相对简单,这使得在实际测试中这种单样品模式应用十分广泛。 尽管单样品模式看似比双样品模式简单,但在实际仪器制造和测试应用中,两者有着巨大区别。本文将根据上海依阳实业有限公司在双样品和单样品模式防护热板法导热仪制造及其测试应用中的经验,详细介绍两种模式防护热板法的区别、工程实现的难度和适用范围。[b][color=#990000]2. 区别[/color][/b] 防护热板法普遍应用于低导热隔热材料和制品,但防护热板法的导热系数测试下限并不是可以无限制的低。 单样品与双样品模式防护热板法一样,在测试超低导热系数(或大热阻)样品时会遇到相同的难题,而单样品模式则更严峻。量化的数值分析将在另外一篇文章中进行详细介绍,本文仅从宏观角度进行分析。 单样品导热仪所面临的更严峻问题主要体现在以下几个方面: (1)防护热板法导热系数测试的基本原理基于一维稳态传热,边界条件是绝热,其技术核心是热防护,即对中心计量板进行全方位的护热,使计量板上产生的热量尽可能全部垂直穿过样品,形成一维稳态热流测试条件。从图1-1所示的样品测试结构图可以看出,对于双样品结构,护热重点在于侧向热防护,而对于单样品结构,则除了侧向护热外,重点则是计量板的底部热防护,这是因为薄板式计量板的底部面积要大于其侧面面积,计量板底部容易产生更大热损。因此,在高精度防护热板法导热仪中,一方面是采用双样品测量模式,最大限度减少热损通道;另一方面是采用圆形计量板形式,除了考虑加热均匀性易实现外,圆形结构也是为了最大限度减少侧面热损面积。 (2)由于单样品模式中增加的底部护热功能使得热防护面积增大,如果采用相同能力的温差探测器进行热防护控制,单样品模式下的热损控制精度就要比双样品模式下的热损精度差好几倍。这也就是说,单样品模式要达到双样品模式同样的热损控制精度,就需要大幅度提升温差探测器的灵敏度。 (3)如果要达到双样品模式中的相同温度梯度,对于单样品模式则仅需要一半的加热功率。同时,由于护热作用,只需很小的热量就可以使计量板达到设定温度下的稳定状态,对于超低导热系数的大热阻样品所需的热量就更小。无论是单样品模式还是双样品模式,防护热板法装置的热损属于固定的系统误差,计量板产生的热量越小则对应热损占总热量的比例就越大,相应的测量误差就越大,这种情形在多层隔热材料、真空绝热板和真空玻璃这些超级隔热材料导热系数测量中表现的非常明显。由此可见,对于超低导热系数或大热阻样品的测试,无论是单样品还是双样品防护热板法,都面临着需要解决超高灵敏度的温差测量难题。对于单样品防护热板法这种技术难度更大,需要将温差探测器灵敏度提升的更高。[b][color=#990000]3. 计量板侧面积与横截面积之比[/color][/b] 为了更直观的认识防护热板法中侧向热损的发生位置和面积大小,本文将进行简单的公式计算以将热损情况和严重程度进行全面展示。 对于防护热板法装置,热损都发生在计量板与样品不接触的表面上,在计量板这些表面处以热量会以导热、辐射和对流的传热形式形成热损。由此,这些热损处的表面积越大,所产生的热损就会越多。 对于双样品防护热板法导热仪,热损发生面为计量板的侧表面。对于单样品防护热板法导热仪,热损除了发生在计量板的侧表面之外,还会发生在计量板的底部表面上。这里具体计算出计量板侧表面积和底部面积的大小区别,以便有一个更直观的认识。 对于圆形计量板,底部面积与侧表面积之比为:[align=center][img=,340,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811192210042720_7230_3384_3.png!w690x128.jpg[/img] [/align] 式中:r表示圆形计量板半径;l表示圆形计量板厚度。 对于正方形计量板,底部面积与侧表面积之比为:[align=center][img=,340,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811192210380363_3665_3384_3.png!w690x128.jpg[/img][/align] 式中:D表示正方形计量板的边长;l表示正方形计量板厚度。 一般而言,计量板无论是半径还是边长,都大于样品厚度,为保证形成一维稳态热流测试条件,通常它们的比例关系至少为8~10倍(实际往往远大于这个比例),那么对应的面积比例范围就是2~5倍。对于圆形计量板,面积比例范围为4~5倍,而对于正方形计量板,面积比例范围则为2~2.5倍,由此可见圆形计量板的面积比例更大。[b][color=#990000][/color][color=#990000]4. 结论[/color][/b] 综上所述,看似单样品模式是对双样品模式的一种简化,但由于单样品模式中增加了底部护热功能,这使得单样品相对于双样品模式,单样品模式要达到双样品模式相同的测量精度则会面临更高的技术要求,工程实现和保证测量精度的难度更大。因此单样品模式并不是高精度测量的首选模式,普通的单样品模式防护热板法导热仪只适用于以下几种情况: (1)导热系数较大的隔热材料,如大于0.03W/mK,或热阻小于1m^2K/W。 (2)一些双样品制样困难、对称的一维稳态温场建立比较困难的情况,但导热系数和热阻范围要满足上述要求。 在有些实际应用中,因为众多因素的限制,只能应用单样品模式的防护热板法装置进行导热和热阻的测试,这种情形主要表现在隔热复合材料、真空隔热材料的隔热性能测试表征中。在目前的防护热板法应用中,针对这些超级隔热材料和制品,实际上存在着很大的问题,普遍现象就是导热系数测量的重复性和再现性很差,主要原因就是在测试这些超级隔热材料时热损问题会被明显的凸显出来。针对这些问题及其解决方法和关键技术,我们将专文进行量化描述。[b][color=#990000][/color][color=#990000]附录:判断防护热板法导热仪在护热方面是否规范的几个条件[/color][/b] 护热技术是防护热板法导热仪的关键技术之一,而温差探测技术则是护热技术的核心,随着测量精度和测试温度范围的提升,会给温差探测技术提出更高的要求,相应的制造难度更大,故障率愈高。 目前很多防护热板法导热仪,为了降低制造难度和仪器的故障率,普遍都规避了标准测试方法中规定的使用温差探测技术(如热电堆温差探测装置),而改为采用铂电阻等精度较高的温度传感器直接进行温度测量和控制来进行护热。但由于温度传感器的灵敏度远不如由许多只热电偶构成的热电堆温差探测器,从而造成测量误差很大。这种误差在普通隔热材料导热系数(0.03W/mK以上)的测试中并不明显,但在超低导热系数隔热材料的导热系数(0.03W/mK以下)的测试中,误差明显增大的现象则会十分突出。 因此,可以根据以下几个条件来判断防护热板法导热仪在护热方面是否规范,同时这也是判断测量能力的一种简单方法。 (1)是否采用了温差探测器。双样品模式下,计量板的侧向护热是否采用了温差探测器,一般都是采用多只热电偶组成的热电堆温差探测器。热电偶数量越多,温差探测器越灵敏,护热效果越好。 (2)单样品模式中底部护热温差探测器采用了多少只热电偶。单样品模式下,除了要求具有与双样品模式下相同的侧向护热温差探测器之外,还要求底部护热温差探测器装置的灵敏度要更高,所用的热电偶数量更多,往往会是成倍的增加。 (3)温差探测器多数采用的是热电偶组成的热电堆,探测器越灵敏,需要的热电偶数量就越多,越多的热电偶使得流经热电偶丝进行传热的漏热量增大。 (4)热电偶制成的热电堆式温差探测技术不可能无限制提高灵敏度,这主要是因为在工程实现上难度很大,除非采用高灵敏度温差探测的新技术和新手段。